在营医院内钢结构主体实现全数字化管控的

在营医院内钢结构主体实现全数字化管控的

技术研究

赵培元

上海申康卫生基建管理有限公司  上海  200070

摘要:随着社会不断地快速发展，快节奏的生活慢慢影响到了人们的身体状况，致使原有医疗设备及医院原有的规模不能满足现状的人们看病需求，加之区域建筑的所需的占地有限，故导致在新建及扩建的医疗工程中，不能满足建设中施工所需的周转场地，同时不能影响原有医院正常运营。采用数字化管理灵活运用各阶段管理工序当中，合理控制人、材、机等资源配置，对今后项目管理建设提出了更高的要求。

关键词：医疗工程  周转场地  正常运营  数字化管理  资源配置

Technical research on fully digital control of steel structure main body in operating hospitals

Zhao  Pei  Yuan

Shanghai Shenkang Health Infrastructure Management Co., Ltd. ,Shanghai 200070

Abstract: With the rapid development of society, the fast-paced lifestyle has gradually affected people's physical condition, resulting in the original medical equipment and hospital scale not meeting the current medical needs of people. In addition, the limited land required for regional buildings has led to the inability to meet the turnover space required for construction in new and expanded medical projects, and cannot affect the normal operation of the original hospital. The flexible use of digital management in various stages of management processes and the rational control of resource allocation such as personnel, materials, and machinery have put forward higher requirements for future project management and construction.

Key words: Medical Engineering   Turnover site   normal operation   digital management   Resource allocation

0.前言

在营医院内改扩建项目面临面临一系列突出的技术难点，比如场地狭小，交通组织、医院人流组织难度大，周边环境对土体变形，声光尘污染等极为敏感，低扰动施工要求高，医院不停诊，医疗管线保护要求高，医疗设施尽快投运，工期紧张等一系列问题。

针对这一系列问题，以上海市精神卫生中心重性精神疾病临床诊疗中心项目（以下简称“精卫中心”）为例，从项目建设前期准备到各阶段的详细策划，充分利用收集传统作业功效数据，结合BIM分析，制定可实施性的施工模拟；对今后项目建设起到补缺的作用，并为后期医院运维起到初期关键性作用。

1.工程概况

精卫中心项目位于上海市闵行区沪闵路3210 号上海市精神卫生中心闵行院区内，项目南侧临瓶北路、东侧临沪闵公路、西侧为二三类住宅地块、北侧临鑫都路；重性精神疾病临床诊疗中心作为建设未来国家医学中心的核心，其功能包含门诊、医技、病房、科教等。总建筑面积 73757.58㎡，其中地上 60522.78㎡，地下 13234.80㎡（含人防建筑面积 5015.85㎡）。本项目主要为综合楼A楼、综合楼B楼，裙楼等。综合楼A楼高度79.15m，综合楼B楼高度 51.65m。

本工程地下室结构为地下两层现浇混凝土框架结构，地上结构采用钢框架+中心支撑结构体系结构。其中构件包括：钢框柱、柱墙内钢骨、型钢混凝土梁内钢骨及防屈曲钢板剪力墙、预应力混凝土钢筋桁架叠合板等。预制率为 57.5%。

本工程钢结构钢柱为箱型截面，典型截面：1000×1000×62×62、800×800×56×56、700×700×36×36等；钢梁为焊接H型截面、箱型截面，典型截面：1250×1000×62×62、1200×1000×50×50、H600×500×18×32、H500×200×12×24等；柱间支撑为箱型截面，典型截面：700×700×36×36、600×800×56×56、600×400×30×30等。主要材质为Q355，少量Q390。

上部钢结构模型图

本工程创奖要求高，除过程中保证市优质、金钢奖、白玉兰奖外，还需争创鲁班奖。

因本工程工期紧张，场地狭小且质量安全管理要求高，故此在施工过程中需要更高的管控手段进行管理。虽然目前工程项目管理很早就开始了信息化、数字化建设，重点打造了项目信息化管理平台，对项目的技术、质量、安全风险进行了全面把控。但针对本工程，尤其是目前在营医院的改扩建设，需根据自身特点研究出一套合理高效的数字化管控技术。

2.前期数字虚拟建造施工技术研究

本工程设计运用了医学理论“以人为本”的理念，突出“环境-心理-生理”的现代医学模式的建筑环境对人的心理感应作用，形成“环境-心理”的设计主题。

考虑到精神卫生中心的治愈主题，建筑造型考虑塑造全新的医院形象，形成该区域崭新的现代城市风貌。设计充满呼吸感的建筑外立面表皮，抽象化人体“神经元”的形象，从无序到有序的变化，契合医院性格。

针对如此复杂的“神经元”形象，无论是内部结构构造，内部管综，还是外观。单纯地通过设计蓝图进行施工，无疑是难度很大。所以就需要借助数字虚拟建造技术进行前期建模深化，专业碰撞，节点优化等等。

由于本工程上部结构均为钢结构，用钢量约达1万吨，体量较大，因此钢结构的施工速度决定了项目关键线路的施工进度。对钢结构部分进度把控尤为重要。所以项目技术负责人要先从设计入手，通过三维建模把本工程的钢结构模型建立起来，构建钢结构Tekla模型，分析钢结构安装节点及受力分析，然后进行节点深化，优化钢柱、梁等构件截面，进行预拼装，减少后期返工，加快施工进度，也有效的减少了材料的损耗；同时通过与二维图纸结合的方式，查找出多处图纸问题，从而将图纸问题截断在施工之前，确保了施工的正确性，极大地提高了审图效率，有效节约了图纸会审时间。

梁柱刚接节点深化

外幕墙设计要通过铝板深化模型，指导现场施工，进行各专业碰撞检测，将铝板预埋件在生产钢梁时同步生产，可以有效的减少现场工作量，提升结构的整体性，提高施工的安全性。

在钢结构施工上，由于本项目场地狭小，根据现场实际情况及工程进度，施工前进行不同阶段的施工场布策划模拟，消除可能出现的空间冲突，科学合理布置大型机械和加工场地，规划有效工作路线，减少施工时间，有助于降低机械使用费和时间成本。

为解决场地狭小，钢结构堆场布置空间紧张等问题，为确保现场施工，利用BIM进行场地模拟化布置，最终得出对中间钢连廊甩项的方案，同时结合数字化软件进行结构楼板进行安全计算。针对此方案，利用数字化管理技术，实施可视化的4D工况模拟，通过高精度的模拟视频，将现场材料做到满足及时供应，及时消耗，且不造成场地内交通堵塞，促进项目上结构施工进度。并且采用BIM+AR技术，将BIM模型1:1投影到真实环境中，进行项目的建前模拟和场地布施模拟，提前判断出切实可行施工方案。最终佐证此方案具有可实施性。

钢结构吊装模拟（中间钢连廊甩项）

BIM+AR技术

为使本项目上部钢结构吊装施工满足更满足结构的可靠稳定，在前期策划阶段，项目技术负责人拟取消沉降后浇带，采用跳仓法施工地下室。为此开展了有限元计算以及施工过程数值模拟，结果显示:（1）超长混凝土如采用跳仓浇筑施工，其温度收缩应力满足抗裂要求；（2）上部结构施工完毕后，最终差异沉降＜1/500，满足规范要求。因此，取消沉降后浇带可行。

施工数值模拟

3.中期智能化现场管理监控技术研究

通过前期对钢结构施工的信息化策划，在实际运用中，可以提早组织技术专业团队小组入场施工、提前准备机器设备、周转材料等，保持对工程施工场所，工程施工全过程及其一些繁杂的工程施工程序流程的信息化管理，数据可视化，保持对工程施工全过程、物质资源、成本费等的实时控制。在正式施工过程中，通过三维展示钢结构施工吊装工艺，同步进行现场施工交底，并提出施工方案优化建议，有利于整体工期推进。

在上部钢结构施工过程中，本项目还采用信息化智能施工装备及系统平台实施过程安全质量把控。具备通过固定位置摄像头、移动摄像头、无人机航拍等实现远距离监控与实时回传，基于平台，实现“24小时”无死角实时监控，保障施工现场钢结构吊装作业安全。

在施工过程中，采用BIM+AR技术，在项目巡检过程中，通过施工助手移动端，将BIM模型与真实施工情况叠加，可以快速发现问题，及时修改优化，从而严格把控施工质量，避免因施工错误导致大面积返工，确保高质量施工。

本工程还借助了由业主牵头，顾问、监理、总承包、设计等各方共同参与的数字化协同平台，完成了对日常审批流转、资料共享、质量安全进度管理等协同工作。项目信息化管理平台利用BIM模型针对性地对本工程技术质量、生产安全等问题进行精确定位。第一时间达到发布问题－整改－回复问题一系列流程闭环，避免安全隐患发生。最终在保证质量安全前体下目前各相关键节点提前34天完成。

4.后期智慧运维平台技术研究

项目建成后将接入基于业主具有自主知识产权的运维软件平台，其定义为更具亮点和契合项目实际情况的智慧化解决方案。

通过智慧运维交付子系统串联施工与运维，保障多源数据集成与各系统模块有序移交接收。同时以人工智能、物联网技术，实现项目从施工至竣工交付全生命周期内能源消耗情况监测。

能耗管理与双碳管理模块

竣工管理模块

以钢结构施工为例，在上部钢结构施工过程中对进场材料均进行云平台登记，严格把控进场材料质量关，做到有据可依，有根可查；同时也建立了互联网运维监控云平台，为后期医院运行维修能够及时反应处理，不影响院区内正常功能使用。平台包含保养和维护措施信息，以确保设施的长期稳定和可靠运行。保修期内通过平台与移动APP，随时为业主跟踪服务，达到业主满意。

另外，在工程竣工阶段对实际成本的统计与核算也十分重要，运维数字模型对前期施工过程中大量的数据进行核对，并增强数据核对的准确性，使工程造价管理工作的效率得到切实提升。

5.结语

通过本工程的实践可以看出，利用数字化信息技术可以将设计方案全方面的考虑、针对性的处理并具象化的表达，加快了前期方案的推进和落实，缩短了前期策划的时间。

比如根据BIM技术和Fuzor4D模拟技术，直观且全面的表达整体施工情况，解决了施工现场场地狭小，交通不环通对施工工期及工序影响等问题，为后期现场施工奠定了厚实的基础，提高了现场施工的安全性，缩短了各工序及整体的施工工期，成功节约了时间成本。

同时充分发挥BIM平台优势，将施工进度、质量、安全三大块施工内容信息集成，提高管理效率。加强经济、运营成果管理，保证BIM管理平台持续运用，提升技术人员技术管理水平，加强无人机、AR技术应用，保证BIM运维应用。

效益分析

总而言之，建设工程数字化管理体系可以高效推进项目发展进程,形成“立体化”的组织结构,淡化组织管理边界,有效降低运营成本,形成互相信任的项目文化。由于本项目正处于建设过程中，依然存在很多问题,因此需要在数字化管理体系搭建的过程中不断调整, 及时与项目对接沟通,形成一套行之有效,便捷使用的工程项目管理机制和平台,大力推进工程项目数字化进程。

参考文献：

[1]杨晓霞.敢为天下先，开启"工程数字化"应用之窗——工程数字化全生命周期管理成长之路[J].信息系统工程，2014(4):3.

[2]高鹏龙,赵雪.建设工程中的数字化管理体系分析[J].电子技术,2021,50(5):170-171.

[3] 贺伟. 基于数字化的工程项目管理体系研究[J]. 数字技术与应用.

作者信息：赵培元，上海申康卫生基建管理有限公司，市场拓展部主任，工程师职称.